Monitoring the progress of construction work and adhering to the schedule is crucial for the timely completion of projects. Integrating data from various sensors (e.g., cameras, laser scanners) mounted on diverse platforms (rovers, drones, satellites) with BIM 4D (Building Information Modelling) enables effective construction control solutions. By leveraging 3D models enriched with temporal information, project management can be significantly enhanced. This paper focuses on a comprehensive review of current literature and state-of-the-art practices to design a framework for integrating satellite remote sensing data with BIM 4D, termed the Sat4BIM4D method. Proposals for this method are developed alongside algorithms for processing satellite-derived data to monitor construction progress, particularly for infrastructure projects. The study emphasizes the compatibility and synergy between satellite data and BIM 4D, providing a structured direction for future research. Advantages, limitations, and potential challenges of the proposed approach are also critically analyzed to pave the way for further development in this domain.
Artykuł przedstawia znaczenie stacji naziemnych w zapewnianiu skutecznej komunikacji z satelitami CubeSat, które stały się coraz bardziej powszechne w przestrzeni kosmicznej. Stacje naziemne pełnią kluczową rolę w ułatwianiu przesyłania danych, kontrolowania i monitorowania tych niewielkich satelitów, które często operują na niskich orbitach okołoziemskich. Artykuł podkreśla również znaczenie ciągłego rozwoju stacji naziemnych, aby sprostać dynamicznym potrzebom współczesnych misji kosmicznych wykorzystujących satelity Cube-Sat.
EN
The paper discusses the importance of ground stations in ensuring effective communication with Cube-Sat satellites, which have become increasingly common in space. Ground stations play a crucial role in facilitating data transmission, controlling, and monitoring these small satellites, which often operate in low Earth orbits. The article also emphasizes the significance of the continuous development of ground stations to meet the dynamic needs of contemporary CubeSat-based space missions.
Components used for the structure of the GLObal Solar Wind Structure experiment in the NASA Interstellar Mapping and Acceleration Probe space mission, made of AA6061-T6 alloy, are subjected to the coating process, where the temperature affects its mechanical properties. This paper aims to examine the impact of the coating thermal cycle on the mechanical properties of AA6061-T6 alloy, which is the load-carrying material in a spaceborne instrument. As a part of the manufacturing process, the parts made of AA6061-T6 are subjected to a coating process at a temperature of about 220◦C for a time longer than 1 hour. This treatment modifies the mechanical properties of the alloy. To evaluate the consequences of this change for spaceborne components, mechanical testing, and numerical simulation were conducted. It was found that as a result of the coating process, the reduction in AA6061-T6 yield strength is about 16%, which entails a decrease in the margins of safety by 25% at its maximum.
Zmiany w bioróżnorodności w miastach związane są nie tylko z modyfikacjami w formach zagospodarowania przestrzeni miejskiej czy sposobu jej wykorzystania, ale również ze zmianami klimatycznymi. Odpowiednie rozpoznawanie zmian oraz zagrożeń z nich wynikających jest bardzo istotne ze względu na konieczność podejmowania właściwych działań adaptacyjnych, których efektywne wykonanie czasem wymaga wielu lat. Często zmiany te są trudne do uchwycenia w początkowej fazie, dlatego z pomocą może przyjść ich monitorowanie z wykorzystaniem satelitów z czujnikami spektralnymi.
Prof. dr hab. Piotr Wolański (1942-2023) was one the most outstanding Polish scientists of the recent decades, a visionary who brought the enormous contribution to Polish sector of space science when outlining a series of perspective area of development and hypotheses: those ones concerning the origin of the Moon, or decay of dinosaurs. In his scientific activities, he undertook the subjects connected with the problems of combustion and the methods of diagnostics of combustion processes, explosions and engines, and the collisions with the celestial objects. Space drives, development of multi-use rockets and transfer the discussed knowledge to the students were translated into the defined implementations. The first Polish satellite PW-Sat was constructed under the guidance of the Professor at Warsaw University of Technology and the study direction “Aviation and Space Science” became the permanent specialization in the faculties of Polish technical universities.
This study proposes an alternative (i.e., air-assisted) system for launching payloads (micro-satellites) into space using rockets fired from Su-22 or MiG-29 combat aircraft . This paper verifies and evaluates such an air-assisted rocket system used for launching payloads to low Earth orbit (LEO) in many aspects. Mission profile and rocket drop maneuver concepts have been developed. From the adopted model of calculations and simulation results, it follows that in the considered configuration, the aforementioned aircraft will be capable of accomplishing a mission in which a payload of at least 10 kg is launched into low Earth orbit. The analyses were complemented by simulations and wind tunnel tests verifying the impact that space rockets may exert on the aerodynamic and mechanical properties of the carrier aircraft . Results of numerical simulations and wind tunnel tests to which models of the air-assisted rocket launching system were subjected indicate the rocket’s impact on the aerodynamic characteristics of the aircraft and its in-flight properties is negligible. Similarly, load and strength tests to which the airframe’s load-bearing structures have been subjected also failed to show any significant changes or deformations caused by the space rockets attached. The kits proposed may be deemed as the so-called Responsive Space Assets for the Polish Armed Forces. Implementation of such a system not only offers independence from countries or commercial companies providing space services but also allows us to master new capabilities in the context of deploying satellite systems for safety and defense purposes.
W referacie zaprezentowano zagadnienia związane z krajowymi oraz międzynarodowymi regulacjami dotyczącymi zgłaszania oraz rejestracji częstotliwości radiowych wykorzystywanych przez urządzenia radiowe umieszczone na pokładzie małych satelitów wynoszonych na niskie orbity okołoziemskie.
EN
The paper presents issues related to national and international regulations concerning the notification and registration of radio frequencies used by radio devices located on board small satellites launched into low orbits around the Earth.
Having a fleet of artificial satellites necessitates the construction of a system that will enable obtaining information on the situation in the Earth orbit (Space Situation Awareness - SSA). Such systems are built either as active radar systems or as passive optical systems. The automated system of optical observation and tracking of space objects (ASOPEK) consists of two optical systems (wide-angle and narrow-angle) and software enabling: detection of artificial satellites in the field of view of the system, identification of detected objects, updating the satellite database with unknown objects, updating orbits of observed objects. The ASOPEK system was created as part of a project financed by the National Center for Research and Development No. DOB-BIO7/25/02/2015.
PL
Posiadanie floty sztucznych satelitów wymusza konieczność zbudowania systemu, dzięki któremu możliwe będzie pozyskiwanie informacji na temat sytuacji panującej na orbicie okołoziemskiej (ang. Space Situation Awareness - SSA ). Systemy takie budowane są albo jako aktywne systemy radarowe albo jako pasywne systemy optyczne. Zautomatyzowany system optycznej obserwacji i śledzenia obiektów w przestrzeni kosmicznej (ASOPEK) składa się z dwóch systemów optycznych (szerokokątnego oraz wąskokątnego) oraz oprogramowania umożliwiającego: wykrywanie sztucznych satelitów w polu widzenia systemu, identyfikację wykrytych obiektów, uaktualnianie bazy danych satelitów o obiekty nieznane, uaktualnianie orbit obserwowanych obiektów. System ASOPEK powstał w ramach projektu finansowanego przez NCBiR nr DOBBIO7/25/02/2015.
Od momentu przystąpienia Polski do Europejskiej Agencji Kosmicznej, zainteresowanie krajowych firm i instytucji segmentem technik i systemów satelitarnych znacząco wzrosło. W niniejszym artykule opisano działania Instytutu Łączności – Państwowego Instytutu Badawczego (IŁ) na tym polu na przestrzeni kilku ostatnich lat. Poszczególne części publikacji poświęcone są osobnym obszarom tematycznym podejmowanym przez IŁ, w tym: badaniom dostępności sygnałów GNSS na terenie Polski, standaryzacji i rozwojowi nowego systemu łączności na morzu VDES, pracom związanym z opracowaniem koncepcji polskiego satelity AIS/VDES oraz metrologii czasu.
EN
Ever since Poland become a member of the European Space Agency, the involvement of Polish entities in the area of satellites systems and techniques has significantly increased. This article presents the recent activity of National Institute of Telecommunications (NIT) in this field. Every section of the paper is dedicated to a specific topic the NIT dealt with in the last few years, including: the measurements of the GNSS signal availability in Poland, the standardization and analysis of the novel maritime communication system VDES, feasibility study of the Polish AIS/VDES satellite and the metrology of time.
Artykuł opisuje propozycję systemu antenowego mikro-satelity dla łączności pomiędzy satelitą na orbicie a naziemną stacją kontrolną. System antenowy ma umożliwiać odbiór sygnału radiowego w paśmie S, wysyłanego do satelity z Ziemi (telekomendy sterujące pracą satelity) niezależnie od orientacji satelity względem Ziemi, W artykule zaproponowano wykorzystanie w tym celu systemu dwóch anten łatkowych umieszczonych na sąsiednich ściankach małego satelity. Przedstawiono wyniki symulacji i pomiarów opracowanego modelu takiego systemu.
EN
The paper describes a proposition of the antenna system of the micro-satellite, allowing to receive a radio signal from a ground control station (telecommands send to the satellite) in S band, regardless of the satellite orientation. The proposition of the use of two patch antennas placed on two satellite walls is described, and simulations and measurement results of realized model of such system is presented.
Praca prezentuje wyniki otrzymane podczas symulowania zachowania satelity typu free-ftoating z wykorzystaniem metody odsprzęgania wejściowo-wyjściowego. Obiektem badań jest satelita bez napędu ze sztywnym manipulatorem o dwóch obrotowych stopniach swobody. W pracy rozważono przypadek płaski, gdy ruch satelity wykonywany jest w jednej płaszczyźnie. Ponadto, podczas modelowania dynamiki obiektu wykorzystano dwa różne podejścia. Pierwsze z nich jest standardowe, gdzie zarówno w jawny sposób występują równania satelity, jak i manipulatora. Natomiast drugie podejście tzw. "ze zwiniętą bazą" w efekcie daje równania dynamiki, gdzie w jawny sposób nie występują zmienne bazy. Porównanie otrzymanych wyników zostało szczegółowo omówione. Pokazano, że obydwa podejścia dają te same wyniki z dokładnością do błędów numerycznych i przyjętych założeń .
EN
This work presents result acquired during simulation studies of a free-floating satellite behaviour with input-output decoupling approach. The research object is a free-floating satellite with 2 DoF rigid planar manipulator. In this work a planar movement was only investigated where satellite is moving only in a single plane. Moreover, during modelling dynamics of the object two approaches were implemented. First approach is a standard one where satellite's and manipulator's state is explicitly presents. While the second approach is called "with rolled base" which finally gives dynamics where base state is implicit. Comparison of the results was discussed in detail and it was shown that those two approaches give the same results to the nearest numerical errors and additional assumptions.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
After the presentation of second-order correlation ranging principles with quantum entanglement, the concept of quantum measurement is introduced to dynamic satellite precise orbit determination. Based on the application of traditional orbit determination models for correcting the systematic errors within the satellite, corresponding models for quantum orbit determination (QOD) are established. This paper experiments on QOD with the BeiDou Navigation Satellite System (BDS) by first simulating quantum observations of 1 day arc-length. Then the satellite orbits are resolved and compared with the reference precise ephemerides. Subsequently, some related factors influencing the accuracy of QOD are discussed. Furthermore, the accuracy for GEO, IGSO and MEO satellites increase about 20, 30 and 10 times, respectively, compared with the results from the resolution by measured data. Therefore, it can be expected that quantum technology may also bring delightful surprises to satellite orbit determination as have already emerged in other fields.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Satellite-based precipitation estimates represent a potential alternative source of input data in a plethora of meteorological and hydrological applications, especially in regions characterized by a low density of rain gauge stations. Paraguay provides a good example of a case where the use of satellite-based precipitation could be advantageous. This study aims to evaluate the version 7 of the Tropical Rainfall Measurement Mission Multi-Satellite Precipitation Analysis (TMPA V7; 3B42 V7) and the version 1.0 of the purely satellite-based product of the Climate Prediction Center Morphing Technique (CMORPH RAW) through their comparison with daily in situ precipitation measurements from 1998 to 2012 over Paraguay. The statistical assessment is conducted with several commonly used indexes. Specifically, to evaluate the accuracy of daily precipitation amounts, mean error (ME), root mean square error (RMSE), BIAS, and coefficient of determination (R2) are used, and to analyze the capability to correctly detect different precipitation intensities, false alarm ratio (FAR), frequency bias index (FBI), and probability of detection (POD) are applied to various rainfall rates (0, 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 40, 60, and 80 mm/day). Results indicate that TMPA V7 has a better performance than CMORPH RAW over Paraguay. TMPA V7 has higher accuracy in the estimation of daily rainfall volumes and greater precision in the detection of wet days (> 0 mm/day). However, both satellite products show a lower ability to appropriately detect high intensity precipitation events.
This article deals with the situation of a space debris or not working satellite in an unidentified pose with respect to the master satellite. Feature based monocular pose estimation vision system was presented. The results of numerical simulation were described. The results of implementation and testing of simulation intended for vision-based navigation applications such as rendezvous of satellites and formation flying is shown. In this document markerless local features based navigation system has been studied. The proposed vision navigation system satellites are able to determine the position and orientation of a target in relation to the coordinate system of the camera. It relates from the time when the satellite is visible as a small object until docking with the chaser. A modified algorithm soft Position Iterations was used to estimate the pose of the target. Visual navigation system uses a single camera. The impact of changes in illumination of the object was analysed. In order to reproduce the space conditions the laboratory stand was built. The developed method was tested experimentally for different scenarios approach satellites to each other. Comparing the ground truth position and orientation and the results obtained with the aim of vision navigation system it is worth nothing to observe accuracy of the developed method. Achieved satisfactory performance of the algorithm.
Mikrofalowy sygnał satelitarny dociera na Ziemię z umieszczonych na satelitach transponderów, znajdujących się w przypadku systemów geostacjonarnych w odległości ok. 35786 km od powierzchni Ziemi (gdy stacja naziemna znajduje się w punkcie podsatelitarnym) do ok. 41679 km (gdy stacja naziemna znajduje się w strefie podbiegunowej). Tak usytuowane satelity są praktycznie nieruchome względem Ziemi, a w związku z tym sygnał transmitowany za ich pośrednictwem można odbierać z użyciem nieruchomych, zorientowanych na stałe anten. Wpływa to na znaczną redukcję kosztów budowy systemu. Ponieważ usytuowanie satelity w stosunku do Ziemi jest stabilizowane, powszechnie korzysta się z umieszczonych na satelitach kierunkowych anten o dużym zysku energetycznym, który pozwala zrekompensować straty wynikające z dużej odległości satelity od stacji naziemnej. Kierunek ustawienia anteny odbiorczej (azymut) zależy od położenia satelity oraz współrzędnych geograficznych miejsca odbioru. Te same parametry decydują o ustawieniu anteny w pionie (elewacja). Celem niniejszego artykułu jest analiza wpływu niedokładności ustawienia anteny na moc fali nośnej na wyjściu konwertera LNB oraz współczynnik przydatności systemu G/T w warunkach czystego nieba, jak również podczas opadów deszczu.
EN
One of the parameters to characterize the properties of the antenna is the antenna mispointing. This article aims to analyze the impact of antenna mispointing on the quality of reception of satellite signals in rainy and non-rainy weather. Of interest is the maximum antenna deflection expected due to wind loading and the methods that may be employed to keep it below a value that would cause the antenna mispointing (except in rare instances). In practice we can use a noise floor detector which is coupled to a received radio communications link signal or the predicted and modelled data obtained from the laboratory station in accordance with ITU-R recommendations. The exact values of elevation angles and azimuth can be calculated from appropriate concepts or by using specific software.
Awarie satelitów, chociaż rzadkie, występują pomimo uwzględnienia specyfiki środowiska kosmicznego na etapie projektowania urządzeń. Rozważane jest zastosowanie bezzałogowych pojazdów, które mogłyby przeprowadzać naprawy lub usuwać śmieci kosmiczne z orbity. Kluczowym etapem misji takiego pojazdu jest manewr przechwycenia, które można wykonać za pomocą manipulatora. W artykule przedstawiono koncepcję układu sterowania dla manipulatora satelitarnego. Układ ten złożony jest z modułu planowania trajektorii oraz modułu śledzenia trajektorii, który oparty jest na algorytmie sterowania predykcyjnego. Symulacje numeryczne przeprowadzone dla płaskiego układu z manipulatorem o dwóch stopniach swobody pokazały, że wyniki uzyskiwane z zastosowaniem sterowania predykcyjnego są porównywalne z wynikami uzyskiwanymi z zastosowaniem sterowania adaptacyjnego.
EN
Satellites are designed taking into account harsh conditions of orbital environment. However, the operational lifetime of a considerable number of satellites is shortened by malfunctions. It is considered to use unmanned satellites for on-orbit servicing and active space debris removal. The paper presents control system for free-floating space manipulator that can be used to perform orbital capture maneuvre. This system consists of two modules: trajectory planning module and trajectory realization module (based on Nonlinear Model Predictive Controller). Numerical simulations were performed for a simplified planar case with 2 DOF manipulator and predictive controller was compared with adaptive controller.
Przedstawiono propozycję adaptacyjnego systemu przesyłania danych z satelity na orbicie niskiej LEO do stacji naziemnej, opracowanego w ramach projektu finansowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną ESA. W systemie zaproponowano adaptacyjną zmianę parametrów transmisji sygnału, w zależności od jakości odbieranego sygnału, zależnej od zmian położenia satelity na niebie w czasie przelotu nad stacją tak aby znacznie zwiększyć ilość danych przesyłanych z satelity w czasie jego pojedynczego przelotu nad stacją naziemną. W systemie założono zmiany modulacji i sprawności kodu splotowego nadawanego sygnału. Przedstawiono założenia systemu i jego model symulacyjny opracowany w Matlab.
EN
The paper presents a proposition of the adaptive communication system for data transmission from the satellite in low Earth orbit (LEO) to the ground station (GS). The system was developed in the framework of the PECS project of European Space Agency (ESA). During the satellite passage over the GS, the parameters of the transmitted signal are adaptively changed, depending on the quality of the received signal, so as to increase the total amount of data sent to the GS. Changes of modulation (BPSK, QPSK, 8PSK and 16APSK) and convolution code rate are realized. The paper presents the system assumptions and the simulation model of the system implemented in Matlab.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Możliwe jest takie rozmieszczenie na orbicie okołoziemskiej satelitów wyposażonych w zwierciadła odbijające promieniowanie słoneczne by zapewnić odpowiednie warunki oświetlenia wybranych aglomeracji. Przeanalizowane zostały możliwości wyboru określonych wysokości orbit, obliczona wymagana wielkość zwierciadeł i przeanalizowane skutki działania systemu.
EN
It is possible to locate Earth’s satellites equipped with mirrors reflecting sunlight to provide adequate lighting conditions for urban areas. The opportunities of orbit heights selection were analyzed, required mirror sizes were calculated and the impact of the system work was shown.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.